(57)【要約】【課題】  円形断面を有するアルミニウム合金押出材からなる筒形素材（押出パイプ）を用い、電磁成形によりホイールリムを成形する場合に、成形精度を向上させる。押出可能な筒形素材の径には限界があり、余り大きい径の筒形素材は得られないが、従来の縮径による電磁成形法よりは、大きい径のホイールリムを成形できるようにする。【解決手段】  筒形素材１の外周側に、内面側が成形面２とされた電磁成形用金型３を配置し、筒形素材１の内周側に電磁成形用コイル４を配置し、その状態で電磁成形用コイル４に電気エネルギーを投入し、筒形素材１を拡径して電磁成形用金型３の成形面２に押し付け、該成形面２に対応した形状に電磁成形し、ホイールリム５を得る。筒形素材１と成形面２の隙間に存在するエアが側方に抜けやすく、成形精度が向上する。 【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金からなる筒形素材の外周側に、内周面が成形面とされた電磁成形用金型を配置し、前記筒形素材の内周側に電磁成形用コイルを配置し、その状態で前記電磁成形用コイルに電気エネルギーを投入し、前記筒形素材を拡径して前記成形用金型の成形面に押し付け、外径の小さいドロップ部と該ドロップ部より外径の大きい両側部からなるホールリムを成形することを特徴とするアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項２】
前記電磁成形用金型の内周面が、前記ホイールリムのドロップ部に対応する形状の成形面からなることを特徴とする請求項１に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項３】
前記電磁成形用金型の内周面が、前記ホイールリムのドロップ部と両側部の一部に対応する形状の成形面からなることを特徴とする請求項１に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項４】
前記電磁成形用金型が、前記ホイールリムのドロップ部と両側部に対応する形状の成形面を有することを特徴とする請求項１に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項５】
前記成形面は、ドロップ部に対応する中央部の内径が最も小さく、該中央部から軸方向両端に向かって内径が大きくなり、途中に内径が小さくなる箇所がないことを特徴とする請求項３又は４に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項６】
前記筒形素材として、全体が均一な肉厚のものを用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項７】
前記ホイールリムは、ドロップ部の肉厚が最も大きく、該ドロップ部からリム外縁に向かって肉厚が小さくなり、前記ドロップ部からリム外縁までの途中に肉厚が大きくなる箇所がないことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項８】
円筒形素材を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。  
【請求項９】
前記円筒形素材がアルミニウム合金押出材からなることを特徴とする請求項８に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。  
【請求項１０】
筒形のアルミニウム合金押出材を電磁成形により拡径し、これを前記円筒形素材としたことを特徴とする請求項９に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項１１】
アルミニウム合金押出材からなり周方向に沿って連続する波形の筒壁を有する筒形素材を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項１２】
アルミニウム合金板又は押出材からなり、電磁成形により拡径して成形されたもので、ドロップ部が略円筒形をなして外径が小さく、その両側部の外径がそれより大きく、前記両側部の拡径率が前記ドロップ部より大きいことを特徴とするアルミニウム合金製自動車用ホイールリム。
【請求項１３】
前記ドロップ部の外径が最も小さく、前記ドロップ部からリム外縁に向かって外径が大きくなり、前記ドロップ部からリム外縁までの途中に外径が小さくなる箇所がないことを特徴とする請求項１２に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリム。
【請求項１４】
ドロップ部の肉厚が最も大きいことを特徴とする請求項１２又は１３に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリム。
【請求項１５】
リム外縁の肉厚が最も小さいことを特徴とする請求項１２又は１３に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリム。
【請求項１６】
前記ドロップ部の肉厚が最も大きく、該ドロップ部からリム外縁に向かって肉厚が小さくなり、前記ドロップ部からリム外縁までの途中に肉厚が大きくなる箇所がないことを特徴とする請求項１２又は１３に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリム。
【請求項１７】
アルミニウム合金押出材からなることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金板又は押出材からなる自動車用ホイールリム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車やトラック、バギーカー等に用いられるアルミニウム合金製ホイールの製造方法として、鋳造、鍛造及び板材のプレス成形の３方法が知られている。鋳造によるホイールは一般に重量が大きく（鋼製のホイールに比べると軽量だが）、かつ高価であるため、主として高級な自動車用として利用される。鍛造によるホイールは機械的性質に優れているが、非常に高価であるため、特殊用途に利用される。一方、板材のプレス成形によるホイールは、軽量でかつ低コストで製造できる利点がある。
【０００３】
下記特許文献１には、板材を複数回深絞り加工して段付きカップ状の部材を２つ成形し、その底面同士を合わせて全周を溶接し、ホイールを製造することが記載されている。
また、下記特許文献２には、板材を２段階深絞り加工して単純なカップ状の部材を成形した後、該カップ状の部材の内側に外面側が成形面とされた電磁成形用金型を配置し、前記カップ状の部材の外周側に電磁成形用コイルを配置し、その状態で前記電磁成形用コイルに瞬間大電流を流し、前記カップ状の部材を縮径して前記成形用金型の成形面に押し付け、ホイール（特にホイールリムの部分）を成形することが記載されている。なお、電磁成形とは、高電圧で蓄電されている電気エネルギー（電荷）を電磁成形用コイルに瞬時に投入（放電）することにより、電磁成形用コイルがきわめて短時間に強力な磁場を形成し、この磁場内に置かれたワーク（被加工物）が磁場の反発力（フレミングの左手の法則に従ったＬｏｒｅｎｔｚ力）によって強い拡張力や収縮力を受けて高速で塑性変形することを利用し、ワークを所定形状に成形する技術であり、この例では、カップ状の部材は強い収縮力により内径方向に縮径し、電磁成形用金型の成形面に押し付けられる。
【０００４】
ホイールリムの形状が、中央のドロップ部が略円筒形をなして径が小さく、その両側部の径が大きくなっている関係で、特許文献１に記載されたものは、複数回の深絞り加工を行った２つのカップ状の部材を必要としたが、特許文献２に記載されたものは、１つのカップ状の部材から、１回の電磁成形により前記ホイールリムの形状を成形できるという利点がある。自動車用ホイールの分野で電磁成形を利用したものとして、ほかに下記特許文献３，４を挙げることができる。
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−５６９３５号公報
【特許文献２】特開平５８−４６０１号公報
【特許文献３】特開平５６−７９００１号公報
【特許文献４】特表２００２−５２６２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１，２では、ディスクとホイールリムが始めから一体となったホイールを製造しているが、前記特許文献２の電磁成形法を利用し、筒形素材からホイールリムを成形した後、これを別途成形したディスクと組み合わせてホイールを製造する方法も考えられる。この場合、筒形素材として、板を曲げ加工し端部を溶接接合して筒形にしたもの、又は筒形に押し出した押出材を利用することができれば、ホイールリムの成形に電磁成形装置のみで足り（大がかりな深絞り装置等必要としない）、設備及び工程がきわめて簡素化される。
【０００７】
しかし、筒形素材に前記特許文献２の電磁成形法を適用して、ホイールリムを成形する場合、次のような問題点があった。
（１）電磁成形は数１００μｓｅｃ前後のごく短時間で成形が完了すること、及びホイールリム特有の形状（ドロップ部の径が小さく、その両側部の径が大きい）のため、成形時に金型と筒形素材の隙間に存在するエアが逃げるヒマがなく、特に凹溝状のドロップ部においてエアが金型とそこに押し付けられる材料との間に閉じ込められて高圧化し、その高圧エアが前記ドロップ部において材料が成形面に押し付けられるのを妨げ、成形精度が出ない（電磁成形後のホイールリム踏面に局部的な膨らみが形成される）という問題がある。これを防止するため、金型に適宜エア抜きのための穴又はスリットを設けることもできるが、十分なエア抜きを可能にするには、大きめの穴又はスリットを成形面に沿って多数設ける必要があり、金型コストがアップすると同時に、素材がこの穴又はスリットに押し付けられて変形し、ホイールリムの意匠性が低下する。
【０００８】
（２）ホイールリムの内周面側（自動車に取り付けたとき見える面）が電磁成形用金型の成形面に打ち付けられて傷が付きやすい。その点を補うため、ホイールリムの内周面全面を面削して美観を維持する方策もとられ、その場合、加工費が増加するという問題がある。
（３）筒形素材として押出材を用いる場合、溶接箇所がなく、全周にわたりほぼ均一な材料特性を示す利点があるが、筒形素材は成形後のホイールリムの最も大径の箇所の径と同じか、それよりやや大きい径のものが必要であるため、求められるホイールリムの径の大きさによっては、筒形素材の提供が困難な場合（径が大きいほど押出成形は難しい）が生じてくる。
【０００９】
本発明は、電磁成形法を適用して筒形素材からホイールリムを成形する場合に、上記問題点を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法は、アルミニウム合金からなる筒形素材の外周側に、内面側が成形面とされた電磁成形用金型を配置し、前記筒形素材の内周側に電磁成形用コイルを配置し、その状態で前記電磁成形用コイルに電気エネルギーを投入し、前記筒形素材を拡径して前記成形用金型の成形面に押し付け、外径の小さいドロップ部と該ドロップ部より外径の大きい両側部からなるホイールリムを成形することを特徴とする。前記電磁成形用金型としては、前記ホイールリムのドロップ部と両側部に対応する形状の成形面を有するものを用いることができる。ほかに、両側部の一部又は全部に対応する成形面をもたず、成形されるホイールリムの軸方向長さに比べて成形面の軸方向長さが短い電磁成形用金型、すなわち、内周面がホイールリムのドロップ部に対応する形状の成形面からなるもの、あるいは内周面がホイールリムのドロップ部と両側部の一部に対応する形状の成形面からなるもの、を用いることができる。
前記電磁成形用金型が、ドロップ部と両側部の一部又は全部に対応する成形面を有する場合、前記成形面はドロップ部に対応する中央部の内径が最も小さく、該中央部から成形面の軸方向両端に向かって内径が大きくなり、途中に内径が小さくなる箇所がないことが望ましい。なお、電磁成形用金型の成形面とは、該金型の内周面のうち電磁成形されるホイールリム（中央のドロップ部と両側部）の外形を画定する部分を指す。
【００１１】
前記筒形素材は、溶接部がなく一様な肉厚が得られる押出材（押出パイプ）であることが望ましいが、板材を曲げ加工して筒形とし、端部を溶接したものを用いることもできる。押出材の場合、マンドレル方式によるものが溶着部がないためより望ましく、さらに円筒形のものが望ましいが、それに類似する形態、例えば周方向に沿って連続する波形の筒壁を有する押出材を用いることもできる。また、パイプ状のアルミニウム合金押出材を電磁成形により拡径し、これを筒形素材として用いることができる。一方、板材を溶接したものの場合、これも円筒形のものが望ましく、溶接方法としては重なり部分ができない突き合わせ溶接が望ましく、さらに、盛り上がったつなぎ目（溶接部）の面削を行って、全体を一様な肉厚にすることが望ましい。                 
【００１２】
前記方法により、アルミニウム合金板又は押出材からなり、中央のドロップ部が略円筒形をなして外径が小さく、その両側部の外径がそれより大きく、前記両側部の拡径率が前記ドロップ部より大きい自動車用ホイールリムを製造することができる。なお、拡径率は、円筒形素材を用いた場合、成形後の外径をａ、元の外径をｂとしたとき、［（ａ−ｂ）／ｂ］×１００（％）で定義される。円筒形以外の筒形素材を用いた場合は、成形後の周長と元の周長を外径の代わりに用いて計算すればよい。筒形素材が全体が均一な肉厚のものであれば、ドロップ部の肉厚が大きく、その両側部の肉厚が小さいホイールリムとなる。
前記ホイールリムとして、製造面からみて望ましい形状は、ドロップ部の外径が最も小さく、前記ドロップ部からリム外縁（両側部の外端）に向かって外径が大きくなり、前記ドロップ部からリム外縁までの途中に外径が小さくなる箇所がないことである。筒形素材が例えば全体が均一な肉厚のものであれば、ドロップ部の肉厚が最も大きく、該ドロップ部からリム外縁に向かって肉厚が小さくなり、前記ドロップ部からリム外縁までの途中に肉厚が大きくなる箇所がないホイールリムとなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、単純な筒形素材を電磁成形することによりドロップ部と両側部からなるホイールリムを製造できるので、ホイールリムの製造に電磁成形装置のみで足り、設備及び工程がきわめて簡素化される。
しかも、本発明の方法では、成形時に筒形素材が拡径するとき、該筒形素材は先に電磁成形用金型の成形面の小径の中央部（ホイールリムのドロップ部に対応）に押し付けられ、続いてその両側の大径の部分（ホイールリムの両側部に対応）に押し付けられるため、成形の過程で金型と筒形素材の隙間に存在するエアが軸方向に逃げやすく、材料と成形面の間にエアが閉じ込められて高圧化し材料が成形面に押し付けられるのを妨げるようなことが起きにくい。電磁成形用金型の内周面にホイールリムの両側部に対応する成形面がない場合には、なおさらエアが閉じこめられることがない。
従って、本発明の方法によれば、特にエア抜きのための穴又はスリットを金型に設けることなく、あるいは比較的小さい穴又はスリットでも、必要なエア抜きが行われるので、高い成形精度が得られる。特に金型の成形面のうち、ホイールリムのドロップ部に対応する箇所（中央部）から軸方向両側に向かって内径が大きくなり、途中に内径が小さくなる箇所がない場合、エアが軸方向に逃げやすい。
【００１４】
本発明の方法では、電磁成形に用いる筒形素材として、成形後のホイールリムの最も小径の箇所の径と同じか、それよりやや小さい径のものを用いることになる。従って、同じ径のホイールリムであれば、特許文献２のように縮径する場合に比べて、かなり小さい径の筒形素材を用いることになる。これは、筒形素材として押出材を用いる場合に、成形可能なホイールリムの径の上限が拡大すること（より大きい径のホイールリムの製造にでも、押出材を用いることができること）を意味する。なお、パイプ状のアルミニウム合金押出材を電磁成形により拡径し、これを円筒形素材として用いることにより、成形可能なホイールリムの径の上限をさらに拡大することができる。また、筒形素材として周方向に沿って連続する波形の筒壁を有する押出材を用いる場合にも、成形可能なホイールリムの径の上限を拡大することができる。すなわち、押出材の筒壁が波形であることにより、単なる円筒形のものより剛性が高く、そのため形状精度が向上して、より大径の押出材を製造することができるからである。
【００１５】
そして、本発明のホイールリムにおいて、ドロップ部の肉厚が大きい（拡径による肉厚の減少量が少ない）ことにより、該ドロップ部に溶接によりディスクを固定したときホイールリム側に溶接歪みが生じにくく、かつ大きい荷重を支えることができる。また、両側部、特にリム外縁の肉厚が小さい（拡径による肉厚の減少量が大きい）ことにより、カーリング等の端部加工が行いやすい利点がある。
このようにドロップ部の肉厚に比べて両側部の肉厚が小さいホイールリムは、ホイールリム全体の重量が軽減される点でも望ましい。そのようなホイールリムを肉厚の均一な筒形素材を用いて製造できることも、本発明の方法の利点である。
さらに、拡径する筒形素材の内面側は、電磁成形用金型の成形面に打ち付けられないため、ホイールリムの内周面（自動車に取り付けたとき見える面）に成形傷が付かない利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１〜図１２を参照して、本発明をより具体的に説明する。
図２に示す筒形素材１は、円形断面を有する均一な肉厚のアルミニウム合金押出材（丸パイプ）からなり、図１は、この筒形素材１を電磁成形（拡径）する方法を示す。図１（ａ）において、仮想線で示す筒形素材１の外周側に、内面側が成形面２とされた電磁成形用金型３が配置され、筒形素材１の内周側に電磁成形用コイル体４が配置されている。電磁成形用金型３は、図１（ｂ）に示すように、縦方向に分割された４つの分割金型３ａ〜３ｄからなる。電磁成形用金型３，電磁成形用コイル体４及び筒形素材１は、それぞれの中心軸がほぼ一致するように配置されている。
【００１７】
前記成形面２は、ホイールリムのドロップ部に対応する中央部が円筒形でその内径が最も小さく、その両側部の内径が大きくなっている。成形面２の中央部から軸方向両端までをみると、中央部から両端に向かってしだいに内径が大きくなっていて、途中に内径が小さくなる箇所がない。前記中央部では筒形素材１の外周面と成形面２の間に若干の隙間が形成されている。また、筒形素材１の内周面と電磁成形用コイル体４の間にも大きくない隙間が形成されている。
金型３は導電率の低い金属、例えばステンレス鋼等からなるのが望ましい。金属以外の材料、例えば繊維強化プラスチックやベークライトなどの導電性のない構造材を用いることもできる。電磁成形用コイル体４は、電気絶縁体内に成形用コイルが埋め込まれたものである。
筒形素材１の材質としては、成形しやすく導電率が高いものが望ましく、例えば６０６３，６０６１，６Ｎ０１等のＪＩＳ６０００系のＯ材（調質；焼きなまし）が好適である。
【００１８】
図１（ａ）の状態で電磁成形用コイル体４に電気エネルギーを投入すると、筒形素材１に磁気反発力が生じ、筒形素材１は瞬間的に拡径して金型３の成形面２に打ち当たり、当該成形面２に沿った形状に成形され、ドロップ部５ａが円筒形をなして外径が小さく、その両側部５ｂの外径が大きくなった自動車用ホイールリム５となる（図３参照）。図１及び図３の例では、ドロップ部５ａの拡径率はゼロに近く、一方、前記両側部５ｂでは拡径率がドロップ部５ａより大きくなっているため、肉厚がドロップ部５ａに比べてその分だけ薄肉となっている。成形後は、金型３を分割することにより、自動車用ホイールリム５を取り出すことができる。
【００１９】
図４は、ホイールリム５の断面形状を示すもので、ドロップ部５ａの外径が最も小さく、リム外縁５ｃに向かって外径がしだいに大きくなり、ドロップ部５ａからリム外縁５ｃまでの途中に外径が小さくなる箇所がない。また、ドロップ部５ａの肉厚が最も大きく、リム外縁５ｃに向かって肉厚が小さくなり（ｔ１＞ｔ２）、ドロップ部５ａからリム外縁５ｃまでの途中に肉厚が大きくなる箇所がない。
この自動車用ホイールリム５は、必要に応じて、カーリング加工等の端部加工を施され、ドロップ部の内周にディスクを固定されてホイールとなり、ホイールリム外周にタイヤが固定される。
【００２０】
図５，６は、本発明に係る別のホイールリム及びその製造方法を示すものである。
図５に示すホイールリム１５は、ホイールリム５と同じく、円形断面を有する均一な肉厚のアルミニウム合金押出材を電磁成形により拡径して製造したもので、ドロップ部１５ａが略円筒形をなして外径が小さく、その両側部１５ｂの外径が大きく、前記両側部１５ｂの拡径率がドロップ部１５ａより大きくなっている。ただし、両側部１５ｂの外縁近傍が円筒形（外径の変化がない）である点で、前記ホイールリム５と異なる。
【００２１】
ホイールリム１５は、図６に示すように、ホイールリム１５の外形に沿った形状の成形面を有する金型を用いて製造される。成形方法は図１を参照して説明した方法と同じで、仮想線で示す筒形素材１１の外周側に、内面側が成形面１２とされた電磁成形用金型（分割金型）１３が配置され、筒形素材１１の内周側に電磁成形用コイル体１４が配置される。電磁成形用金型１３の成形面１２は、ホイールリムのドロップ部に対応する中央部が円筒形でその内径が最も小さく、その両側部の内径が大きくなっている。また、成形面１２の両端近傍は円筒形（外形の変化がない）である。
図６の状態で電磁成形用コイル体１４に電気エネルギーを投入すると、筒形素材１１は瞬間的に拡径して金型１３の成形面１２に打ち当たり、当該成形面１２に沿った形状のホイールリム１５が成形される。
【００２２】
電磁成形用金型１３の成形面１２をみると、中央部から両端に向かってしだいに内径が大きくなり、途中で内径が一定となるが、内径が小さくなる箇所はない。一方、ホイールリム１５をみると、ホイールリム５と同様に、ドロップ部１５ａからリム外縁１５ｃまでの途中に外径が小さくなる箇所がない。また、ドロップ部１５ａの肉厚が最も大きく、リム外縁１５ｃに向かって肉厚が小さくなり、ドロップ部１５ａからリム外縁１５ｃまでの途中に肉厚が大きくなる箇所がない。
この自動車用ホイールリム１５は、必要に応じて、カーリング加工等の端部加工を施され、中央部にディスクを固定されてホイールとなり、ホイールリム外周にタイヤが固定される。
【００２３】
図７は、本発明に係るさらに別のホイールリム及びその製造方法を示すものである。
図７に示す電磁成形用金型２３は、内周面がホイールリム２５のドロップ部と両側部に対応する成形面２２のみからなり（図１に示す金型３より軸方向長さが短い）、該成形面２２の両端近傍が外径方向に湾曲して広がっている点で、図１に示す金型３と異なる。ホイールリム２５を電磁成形する方法は、図１を参照して説明した方法と同じで、仮想線で示す筒形素材２１の外周側に、電磁成形用金型（分割金型）２３が配置され、筒形素材２１の内周側に電磁成形用コイル体２４が配置される。
【００２４】
図７の状態で電磁成形用コイル体２４に電気エネルギーを投入すると、筒形素材２１は瞬間的に拡径して金型２３の成形面２２に打ち当たり、当該成形面２２に沿った形状のホイールリム２５が成形される。
このホイールリム２５は、ホイールリム５と同様に、ドロップ部からリム外縁までの途中に外径が小さくなる箇所がない。また、ドロップ部の肉厚が最も大きく、リム外縁に向かって肉厚が小さくなり、ドロップ部からリム外縁までの途中に肉厚が大きくなる箇所がない。ホイールリム２５のリム外縁近傍が外径方向に少し湾曲して広がった形状に成形されているので、続くカーリング加工が容易となる。
【００２５】
図８は、本発明に係るさらに別のホイールリム及びその製造方法を示すものである。
図８に示す電磁成形用金型３３は、内周面がホイールリム３５のドロップ部と両側部の一部に対応する成形面３２からなり（図７に示す金型２３より軸方向長さがさらに短い）、該成形面３２の両端近傍が外径方向に湾曲して広がっている点で、図１に示す金型３と異なる。ホイールリム３５を電磁成形する方法は、図１を参照して説明した方法と同じで、仮想線で示す筒形素材３１の外周側に、電磁成形用金型（分割金型）３３が配置され、筒形素材３１の内周側に電磁成形用コイル体３４が配置される。
【００２６】
図８の状態で電磁成形用コイル体３４に電気エネルギーを投入すると、筒形素材３１は瞬間的に拡径して金型３３の成形面３２に打ち当たり、当該成形面３２に沿った形状に成形される。ただし、成形されたホイールリム３５のリム外縁近傍は成形面３２から軸方向外側にはみ出していて、成形面３２に打ち当たらないため、加えられる成形力に応じて自由変形し、外径方向に湾曲して広がった形状に成形される。
このホイールリム３５は、ホイールリム５と同様に、ドロップ部からリム外縁までの途中に外径が小さくなる箇所がない。また、ドロップ部の肉厚が最も大きく、リム外縁に向かって肉厚が小さくなり、ドロップ部からリム外縁までの途中に肉厚が大きくなる箇所がない。ホイールリム３５のリム外縁近傍が外径方向に湾曲して広がった形状に成形されているので、続くカーリング加工が容易となる。
【００２７】
図９は、本発明に係るさらに別のホイールリム及びその製造方法を示すものである。
図９に示す電磁成形用金型４３は、内周面がホイールリム４５のドロップ部に対応する成形面４２のみからなり（図８に示す金型３３より軸方向長さがさらに短い）、両側面がホイールリム４５のサイドウオール（ドロップ部の両側の急傾斜部）に対応する成形面４６となっている点で、図１に示す金型３と異なる。ホイールリム４５を電磁成形する方法は、図１を参照して説明した方法と同じで、仮想線で示す筒形素材４１の外周側に、電磁成形用金型（分割金型）４３が配置され、筒形素材４１の内周側に電磁成形用コイル体４４が配置される。
【００２８】
図９の状態で電磁成形用コイル体４４に電気エネルギーを投入すると、筒形素材４１は瞬間的に拡径して金型４３の成形面４２に打ち当たり、当該成形面３２に沿った形状に成形される。ただし、ホイールリム４５の両側部は成形面４２から軸方向外側にはみ出していて、成形面４２に打ち当たらず、電磁成形の成形力に応じ、一部（サイドウオールの部分）が成形面３６に沿って成形され、残りの部分（両側部のサイドウオールより外側の部分）は自由変形し、図９に示すように、リム外縁近傍は軸方向内向きにカールした形状に成形されている。
このホイールリム４５は、ホイールリム５と同様に、ドロップ部からリム外縁までの途中に外径が小さくなる箇所がない。また、ドロップ部の肉厚が最も大きく、リム外縁に向かって肉厚が小さくなり、ドロップ部からリム外縁までの途中に肉厚が大きくなる箇所がない。ホイールリム４５のリム外縁近傍がカールしているので、続くカーリング加工が容易となる。
【００２９】
図１０は、本発明に係るさらに別のホイールリムの製造方法を示すものである。
図１０に示す製造方法は、図１を参照して説明した方法とは筒形素材の形状が異なるのみである。すなわち、円筒形の筒形素材１の代わりに  周方向に沿って連続する波形の筒壁を有する筒形素材５１を使用している。
図１０に示すように、筒形素材５１の外周側に電磁成形用金型（分割金型）５３を配置し、筒形素材５１の内周側に電磁成形用コイル体５４を配置して、電磁成形用コイル体５４に電気エネルギーを投入すると、筒形素材５１は瞬間的に拡径して金型５３の成形面５２に打ち当たり、当該成形面５２に沿った形状に成形される。
【００３０】
これまで説明した電磁成形方法において、筒形素材１，１１，２１，３１，４１として、アルミニウム合金押出材を所定長さに切断したものをそのまま使用することもできるが、１回又は複数回電磁成形により拡径したものを使用することもできる。一般的な押出プレスにより製造可能な円形断面のアルミニウム合金押出材（パイプ）の径は、最大２００ｍｍ程度といわれているが、これを電磁成形により拡径することにより、元のサイズより大径の円筒形素材を、ホイールリムの電磁成形に供することができる。これにより、成形可能なホイールリムの径の上限を拡大することができる。
【００３１】
図１１は、所定長さの押出材６１（アルミニウム合金押出材を切断しただけの材料）を拡径する方法を説明するものである。押出材６１を金型６２にセットし、押出材６１の中心に電磁成形用コイル体６３を配置する。金型６２の中心には電磁成形用コイル体６３が貫通する穴が形成され、その穴の周囲に押出材６１を係止する凸条６４が形成されている。電磁成形用コイル体６４に電気エネルギーを投入して電磁成形すると、押出材６１は電気エネルギーの大きさに応じて拡径され、筒状体６１ａとなる。電磁成形時、押出材６１の周囲に円筒形内面を有する金型を配置し、拡径後の筒状体６１ａの外径を規制することもできる。
【００３２】
この電磁成形による拡径を繰り返せば、さらに径の大きい円筒形素材を作成することができる。図１２（ａ）〜（ｃ）はその一例を示すもので、当初内径２００ｍｍ、肉厚４．０ｍｍであった押出材６１を用い、これを電磁成形により拡径して内径３００ｍｍ、肉厚３．５ｍｍの筒状体６１ａとし、さらにこの筒状体６１ａを電磁成形により拡径して内径４００ｍｍ、肉厚３．０ｍｍの筒状体６１ｂとすることができる。さらに径の大きい筒状体が必要であれば、前記筒状体６１ｂを拡径すればよい。なお、電磁成形に用いる電磁成形用コイル体６３，６３ａ，６３ｂの外径は、図８（ａ）〜（ｃ）の右側に例示したように、電磁成形前の押出材６１、筒状体６１ａ，６１ｂの内径よりほんの少しだけ小径とするのが望ましい。
【実施例】
【００３３】
本発明の実施例として、円形断面を有するアルミニウム合金押出材（６０６３のＯ材）からなる内径２００ｍｍ、肉厚３．０ｍｍ、長さ３００ｍｍの筒形素材を用い、これを図１で説明したように、電磁成形用金型内にセットし、外径１９８ｍｍ、長さ３５０ｍｍの電磁成形用コイル体を筒形素材内に挿入し、投入エネルギー３０ｋＪで電磁成形して拡径し、ホイールリムを得た。筒形素材と得られたホイールリムの断面形状を図１３（ａ），（ｂ）に示す。
図１３（ｂ）に示すように、電磁成形後はドロップ部５ａの外径が２０６ｍｍ、リム外縁５ｃの外径が３０５ｍｍ、左右の幅が２５０ｍｍとなり、各部の肉厚をみると、ドロップ部５ａは拡径されていないため３．０ｍｍと変化していないが、両側部５ｂはリム外縁５ｃに近づくにつれ、２．８ｍｍ、２．７ｍｍ、２．５ｍｍと連続的に減少していた。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】筒形素材を電磁成形して自動車用ホイールリムを成形する本発明の方法を説明する断面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図２】本発明の方法に使用する筒形素材の斜視図である。
【図３】本発明の方法で成形した自動車用ホイールリムの斜視図である。
【図４】そのホイールリムの断面図である。
【図５】本発明の方法で成形した別の自動車用ホイールリムの斜視図である。
【図６】その製造方法を説明する断面図である。
【図７】筒形素材を電磁成形して自動車用ホイールリムを成形する本発明の別の方法を説明する断面図である。
【図８】筒形素材を電磁成形して自動車用ホイールリムを成形する本発明の別の方法を説明する断面図である。
【図９】筒形素材を電磁成形して自動車用ホイールリムを成形する本発明の別の方法を説明する断面図である。
【図１０】筒形素材を電磁成形して自動車用ホイールリムを成形する本発明の別の方法を説明する断面図（軸方向に垂直な断面）である。
【図１１】電磁成形により拡径して円筒形素材を成形する方法を説明する断面図である。
【図１２】電磁成形による拡径を繰り返して筒形素材を成形する方法を具体的に示す図である。
【図１３】本発明の実施例に使用した筒形素材と電磁成形により製造したホイールリムの断面寸法を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１，１１，２１，３１，４１，５１  筒形素材
２，１２，２２，３２，４２，５２  成形面
３，１３，２３，３３，４３，５３  電磁成形用金型
４，１４，２４，３４，４４，５４  電磁成形用コイル体
５，１５，２５，３４，４５  自動車用ホイールリム
【図１】
2005095982.tif 000003
【図２】
2005095982.tif 000004
【図３】
2005095982.tif 000005
【図４】
2005095982.tif 000006
【図５】
2005095982.tif 000007
【図６】
2005095982.tif 000008
【図７】
2005095982.tif 000009
【図８】
2005095982.tif 000010
【図９】
2005095982.tif 000011
【図１０】
2005095982.tif 000012
【図１１】
2005095982.tif 000013
【図１２】
2005095982.tif 000014
【図１３】
2005095982.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月31日(2004.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金からなる筒形素材の外周側に、内周面が成形面とされた電磁成形用金型を配置し、前記筒形素材の内周側に電磁成形用コイルを配置し、その状態で前記電磁成形用コイルに電気エネルギーを投入し、前記筒形素材を拡径して前記成形用金型の成形面に押し付け、外径の小さいドロップ部と該ドロップ部より外径の大きい両側部からなるホイールリムを成形することを特徴とするアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項２】
前記電磁成形用金型の内周面が、前記ホイールリムのドロップ部に対応する形状の成形面からなることを特徴とする請求項１に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項３】
前記電磁成形用金型の内周面が、前記ホイールリムのドロップ部と両側部の一部に対応する形状の成形面からなることを特徴とする請求項１に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項４】
前記電磁成形用金型が、前記ホイールリムのドロップ部と両側部に対応する形状の成形面を有することを特徴とする請求項１に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項５】
前記成形面は、ドロップ部に対応する中央部の内径が最も小さく、該中央部から軸方向両端に向かって内径が大きくなり、途中に内径が小さくなる箇所がないことを特徴とする請求項３又は４に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項６】
前記筒形素材として、全体が均一な肉厚のものを用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項７】
前記ホイールリムは、ドロップ部の肉厚が最も大きく、該ドロップ部からリム外縁に向かって肉厚が小さくなり、前記ドロップ部からリム外縁までの途中に肉厚が大きくなる箇所がないことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項８】
円筒形素材を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。  
【請求項９】
前記円筒形素材がアルミニウム合金押出材からなることを特徴とする請求項８に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。  
【請求項１０】
筒形のアルミニウム合金押出材を電磁成形により拡径し、これを前記円筒形素材としたことを特徴とする請求項９に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項１１】
アルミニウム合金押出材からなり周方向に沿って連続する波形の筒壁を有する筒形素材を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリムの電磁成形方法。
【請求項１２】
アルミニウム合金板又は押出材からなり、電磁成形により拡径して成形されたもので、ドロップ部が略円筒形をなして外径が小さく、その両側部の外径がそれより大きく、前記両側部の拡径率が前記ドロップ部より大きいことを特徴とするアルミニウム合金製自動車用ホイールリム。
【請求項１３】
前記ドロップ部の外径が最も小さく、前記ドロップ部からリム外縁に向かって外径が大きくなり、前記ドロップ部からリム外縁までの途中に外径が小さくなる箇所がないことを特徴とする請求項１２に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリム。
【請求項１４】
ドロップ部の肉厚が最も大きいことを特徴とする請求項１２又は１３に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリム。
【請求項１５】
リム外縁の肉厚が最も小さいことを特徴とする請求項１２又は１３に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリム。
【請求項１６】
前記ドロップ部の肉厚が最も大きく、該ドロップ部からリム外縁に向かって肉厚が小さくなり、前記ドロップ部からリム外縁までの途中に肉厚が大きくなる箇所がないことを特徴とする請求項１２又は１３に記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリム。
【請求項１７】
アルミニウム合金押出材からなることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載されたアルミニウム合金製自動車用ホイールリム。
【請求項１８】
請求項１２〜１７のいずれかに記載されたホイールリムの端部にカーリング加工を施し、ドロップ部にディスクを固定したことを特徴とする自動車用ホイール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−５６９３５号公報
【特許文献２】特開昭５８−４６０１号公報
【特許文献３】特開昭５６−７９００１号公報
【特許文献４】特表２００２−５２６２６４号公報